(57)【要約】【課題】  回転運動を直線運動に変換する運動変換機構の螺合部のバックラッシュを低減し、内燃機関圧縮比可変機構のアクチュエータの耐振性および耐久性を向上させる。【解決手段】  内燃機関の運転状態に応じて圧縮比を連続的に変化させるようにした内燃機関圧縮比可変機構のアクチュエータであり、往復子２０のシャフト２２に螺合し歯車・ネジ筒体３０に近接させてナット筒体４０を配置し、歯車・ネジ筒体３０とナット筒体４０間に、シャフト２２と歯車・ネジ筒体３０の螺合部のバックラッシュを低減するバックラッシュ軽減手段７０を設け、ナット筒体４０を歯車・ネジ筒体３０と共に回転するように構成した。【選択図】        図３
2006189003.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端側に雄ネジが形成されたシャフトを有する往復子と、歯車が外周に形成され、内周孔に前記シャフトの雌ネジを螺合する雌ネジが形成された歯車・ネジ筒体と備え、前記歯車・ネジ筒体が駆動源から伝達された回転を歯車で受けて定位置で回転することにより前記シャフトを軸方向に直線運動させ、前記往復子の他端の動きに連携して内燃機関の圧縮比を連続的に変化させるようにした内燃機関圧縮比可変機構のアクチュエータにおいて、前記シャフトに螺合し前記歯車・ネジ筒体に近接させてナット筒体を配置し、前記歯車・ネジ筒体と前記ナット筒体間に、前記シャフトと前記歯車・ネジ筒体の螺合部のバックラッシュを低減するバックラッシュ軽減手段を設け、前記ナット筒体を前記歯車・ネジ筒体と共に回転するようにしたことを特徴とする内燃機関圧縮比可変機構のアクチュエータ。
【請求項２】
内燃機関の燃焼室内燃焼ガス圧力により発生する燃焼荷重によりシャフトに入力される荷重により当接される前記シャフトの雄ネジ面と歯車・ネジ筒体の雌ネジ面が、バックラッシュ軽減手段により付勢されることによって当接する前記シャフトの雄ネジ面と前記歯車・ネジ筒体の雌ネジ面と同一であることを特徴とする請求項１記載の内燃機関圧縮比可変機構のアクチュエータ。
【請求項３】
バックラッシュ軽減手段は、前記ナット筒体と前記歯車・ネジ筒体間に、捻りによる付勢力を与える弾性体としたことを特徴とする請求項１または請求項２記載の内燃機関圧縮比可変機構のアクチュエータ。
【請求項４】
弾性体は、捻り力を与えるコイルバネとしたことを特徴とする請求項３記載の内燃機関圧縮比可変機構のアクチュエータ。
【請求項５】
バックラッシュ軽減手段は、ナット筒体と歯車・ネジ筒体間を結び、前記ナット筒体と前記歯車・ネジ筒体の相対角度を調整することによりナット筒体とネジ歯車の歯面距離を調整し設定する複数のボルトとしたことを特徴とする請求項１記載の内燃機関圧縮比可変機構のアクチュエータ。
【請求項６】
バックラッシュ軽減手段は、シャフトに螺合されたナット筒体と歯車・ネジ筒体間に互いに離反させる方向に回転させナット筒体と歯車・ネジ筒体の歯面距離を調整した後、前記ナット筒体と前記歯車・ネジ筒体を外周部で固定するよう施された溶接部としたことを特徴とする請求項１記載の内燃機関圧縮比可変機構のアクチュエータ。
【請求項７】
バックラッシュ軽減手段は、通電により前記歯車・ネジ筒体と前記ナット筒体をシャフトの軸方向に互いに離反させるよう変形するピエゾ素子としたことを特徴とする請求項１記載の内燃機関圧縮比可変機構のアクチュエータ。
【請求項８】
バックラッシュ軽減手段は、歯車・ネジ筒体の端部に往復子のシャフトと同心の空洞部を設け、かつ当該空洞部の内周に前記シャフトよりもネジピッチが小さい雌ネジを形成し、ナット筒体の外周に前記空洞部の雌ネジと螺合する雄ネジを形成し、前記ナット筒体が螺合された状態の歯車・ネジ筒体を前記シャフトに螺合し、その後で前記ナット筒体を前記空洞部から抜き出す方向または内部に締め込む方向に回動することにより、前記ナット筒体と前記歯車・ネジ筒体間の距離を調整し設定する構造としたことを特徴とする請求項１記載の内燃機関圧縮比可変機構のアクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば自動車のエンジンなど、内燃機関の圧縮比を連続的に変化させる可変機構を有する内燃機関圧縮比機構のアクチュエータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車のエンジンにおいて、一般に、エンジンに加わる負荷が低い場合にはそのシリンダ内に吸入される燃料の量が少ないので、ピストンが上死点近傍に位置するときのシリンダ内の温度や圧力は低く、燃焼の安定性が低下する。そのため、圧縮比を高めて燃焼の安定性を向上させると共に、膨張比を高めて熱効率を向上させ、燃料消費量の低減を図っている。一方、エンジンに加わる負荷が高くなると、シリンダ内に吸入される燃料の量が多くなり、シリンダ内の温度も上昇し、ノッキングが発生する。このノッキングを防止するために、エンジンの負荷が小さいときに圧縮比を高くし、エンジンの負荷が大きいときに圧縮比を低く制御する圧縮比可変機構が開発されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この圧縮比可変機構では、クランクシャフトのクランクピンに回転可能にロアーリンクを取り付け、一端がピストンピンに連係するアッパーリンクの他端をロアーリンクの一部に連係させ、偏心カムを有する制御軸をクランクシャフトと平行に配置し、一端がロアーリンクの他部に連係する制御リンクの他端を制御軸の偏心カムに連係させ、アクチュエータにより制御軸を所定の回転範囲で回転駆動し圧縮比を制御できるようにしている。ここで用いられるアクチュエータは、電動モータまたは油圧ポンプによる駆動源により円筒部を回転制御し、一端がこの円筒部内に螺合された往復子により円筒部の回転を直線運動に変換し、他端を偏心カムに連係させて、この往復子の直線運動が制御リンクの揺動支点を変化させるように構成されている。
【０００４】
アクチュエータとして用いる油圧ポンプは、油圧系路を介して遠隔制御するので内燃機関のような熱に過酷な環境下において有利であるが、所定の制御値を得るまでに時間的遅れを生じるという問題がある。一方、電動モータは、即応性の点で有利であるが、設置位置によっては熱環境に弱いという問題がある。しかし、最近では熱環境に比較的強い電動モータを用いたアクチュエータの開発も行われるようになってきた。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−１１５５７１号公報（図１、図２）
【特許文献２】特開２００２−９８２２１号公報
【特許文献３】特開平９−１２５９２０号公報
【特許文献４】特開平２−７６９４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の内燃機関圧縮比可変機構のアクチュエータは、以上のような構成からなるが、次のような問題がある。内燃機関本来の動作において、燃焼室内で燃焼ガス圧力により燃焼荷重が発生する。この燃焼荷重は、アクチュエータ側に伝えられると、駆動源からの回転運動を直線運動に変換する運動変換機構に対して、激しい正負の変動荷重（振動）として加わる。運動変換機構は構成部品であるネジ間にバックラッシュ（歯間隙間のガタ）が存在すると、この変動荷重によりネジ部の歯打ちによる異音・異常磨耗等を引き起こし、状況によってはネジ歯を破損させるという問題がある。なお、従来、ギアを構成している歯車間に生じるバックラッシュに対して適用した防止機構（例えば、特許文献２、３、４参照）はあるが、回転運動を直線運動に変換する運動変換機構の螺合部に生じるバックラッシュに対してのものは存在していなかった。
【０００７】
この発明は、上記問題点を解決するためになされたもので、回転運動を直線運動に変換する運動変換機構の螺合部のバックラッシュを低減し、耐振性および耐久性を向上させる内燃機関圧縮比可変機構のアクチュエータを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明に係る内燃機関圧縮比可変機構のアクチュエータは、一端側に雄ネジが形成されたシャフトを有する往復子と、歯車が外周に形成され、内周孔にシャフトの雌ネジを螺合する雌ネジが形成された歯車・ネジ筒体と備え、歯車・ネジ筒体が駆動源から伝達された回転を歯車で受けて定位置で回転することによりシャフトを軸方向に直線運動させ、往復子の他端の動きに連携して内燃機関の運転状態に応じて圧縮比を連続的に変化させるようにした内燃機関圧縮比可変機構のアクチュエータにおいて、シャフトに螺合し歯車・ネジ筒体に近接させてナット筒体を配置し、歯車・ネジ筒体とナット筒体間に、シャフトと歯車・ネジ筒体の螺合部のバックラッシュを低減するバックラッシュ軽減手段を設け、ナット筒体を歯車・ネジ筒体と共に回転するようにしたものである。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、バックラッシュ軽減手段により歯車・ネジ筒体と往復子のシャフトの螺合部分におけるバックラッシュを低減することで、内燃機関からの反力により交番荷重（正負の変動荷重）がシャフトに伝達された場合にバックラッシュに起因して起きる異音、摩擦等の発生を抑えてアクチュエータの安定した動作を可能にする効果がある。
また、エンジンの低速域から高速域まで、広範囲に印加されるシリンダ内の燃焼荷重によって押し付けられるシャフトの雄ネジ面と歯車・ネジ筒体の雌ネジ面は、バックラッシュ防止機構によって付勢されただけの状態でも（付勢されていない場合は燃焼荷重を小さなナット筒体の雌ネジ面で受け続けることになってしまうために）予め押し付けられていた方がアクチュエータの耐久性を向上させる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
実施の形態１．
図１はこの発明の各実施の形態を適用する内燃機関圧縮比可変機構のアクチュエータの外観構成を示す正面図である。図において、アクチュエータは、ハウジング１１、ハウジング１１にボルト１４で結合されたケース１２、ケース１２にボルト１５で結合されたカバー１３、アクチュエータの一端に取り付けられた駆動源のモータ１０、他端側で直線上に出し入れされる往復子２０を備えている。この往復子２０は、ハウジング１１から露出した他端部に取り付けられたピン２１を有し、そのスライド頭部が制御プレート１７のスリット１８に滑動可能に係合するようになっている。制御プレート１７は、ピン２１が線方向に移動すると制御軸１９を中心として回転され、その動きが図２に示すように連係機構を介してピストンに伝えられ、ピストンの上方に形成される燃焼室の圧縮比を制御するようになっている。構造上、往復子２０は連係機構を介して内燃機関の本来の動きによって生じる交番荷重を受けやすい状態におかれる。
【００１１】
図２は内燃機関圧縮比可変機構の連携機構について示す説明図である。シリンダブロック１１１には円筒状のシリンダ１１２が形成されており、その内部にはピストン１１４が昇降可能に配置されている。ピストン１１４のピストンピン１１５とクランクシャフト１１６のクランクピン１１７とは、複リンク式の圧縮比可変機構を介して機械的に連携されている。圧縮比可変機構は、クランクピン１１７に相対回転可能に外嵌するロアーリンク１２１、このロアーリンク１２１とピストンピン１１５とを連携するアッパーリンク１２２、クランクシャフト１１６と平行に複数設けてあるシリンダの列方向に延びる制御軸１９、この制御軸１９に偏心して設けられた偏心カム１２４、この偏心カム１２４とロアーリンク１２１とを連携する制御リンク１２５、制御軸１９を所定の制御範囲で回転駆動すると共に所定の回転位置に保持するアクチュエータ（図１に示すもの）とを備えている。
【００１２】
アッパーリンク１２２の上端部はピストンピン１１５に相対回転可能に連結され、下端部が連結ピン１２６を介してロアーリンク１２１に相対回転可能に連結されている。制御リンク１２５の一端は連結ピン１２７を介してロアーリンク１２１に相対回転可能に連結され、他端は偏心カム１２４に相対回転可能に外嵌されている。制御軸１９に設けられている制御プレート１７のスリット１８にはアクチュエータの往復子２０のピン２１が滑動可能に係合されている。アクチュエータで調整されるピン２１の位置により連携機構の姿勢が決められ、ピストン１１４の上方に形成される燃焼室の圧縮比が制御されるように動作する。図２で、矢印Ａ１〜Ａ７は、内燃機関の燃焼動作時の変動荷重に起因して各部に加わる力の方向と流れを表わしたものである。
【００１３】
図３は図１のアクチュエータの内部構造を示し、この実施の形態１を適用した部分を表す。カバー１３、ハウジング１１内に位置する往復子２０の部分は雄ネジ２３が形成されたシャフト２２を構成している。歯車・ネジ筒体３０は、外周に歯車３２が形成され、内周孔にシャフト２２の雌ネジ２３と螺合する雌ネジ３１が形成された構成を有する。歯車５０は、モータ１０のシャフトの回転を減速するためのギアを構成する中間歯車の一つで、この図の部分では歯車・ネジ筒体３０の歯車３２とギアを構成する噛合部５１を有し、モータ１０の回転を歯車・ネジ筒体３０に伝えるよう構成されている。この歯車５０は、カバー１３、ハウジング１１に対してラジアルベアリング６１，６２を介して回動可能に支持されている。
【００１４】
歯車・ネジ筒体３０は、往復子２０のシャフト２２に螺合した場合に、シャフト２２と同心の円筒空間を形成する空洞部３３を一端に有する。この空洞部３３には、シャフト２２に螺合する雌ネジ４１が形成されたナット筒体４０が収容される。このナット筒体４０の外周は空洞部３３の内周と滑動関係におかれている。また、歯車・ネジ筒体３０は、空洞部３３の内部方向の延長上に、シャフト２２と同心のリング状空間部３４を有し、そこにコイルバネ７０を収容する。コイルバネ（弾性体）７０は、シャフト２２の軸方向に互いに反対に曲げ起こした先端部を有し、歯車・ネジ筒体３０内に設けられた凹部３５とナット筒体４０に設けられた凹部４２にそれぞれ挿入して係止されるようになっている。
【００１５】
コイルバネ７０は、ナット筒体４０をシャフト２２に螺合して歯車・ネジ筒体３０の空洞部３３に収容して締め付けたとき、回転の逆方向に捻り力が働くように装着され設定される。すなわち、歯車・ネジ筒体３０とナット筒体４０間に捻り力を与える弾性体としてコイルバネ７０を介在させたバックラッシュ軽減手段を形成する。この装着状態で歯車・ネジ筒体３０の回転に対してナット筒体４０が緩まないように、ホルダ８０で歯車・ネジ筒体３０とナット筒体４０の端部が被われ、さらにホルダ８０の端部がカバー１３との間にスラストベアリング６５を介在させて支持されている。また、歯車・ネジ筒体３０の反対側はスラストベアリング６６が介在させてハウジング１１で支持されている。さらに、ホルダ８０の外周はラジアルベアリング６３を介在させてカバー１３で支持されている。このように、スラストベアリング６５，６６およびラジアルベアリング６３を介在することにより、歯車・ネジ筒体３０とナット筒体４０は回動可能に支持される。したがって、ナット筒体４０は、駆動伝達を目的とはしないが、歯車・ネジ筒体３０と一体に回転する状態で、コイルバネ７０の捻り力に応じてナット筒体４０と歯車・ネジ筒体３０を互いに離反させるように付勢力が与えられ、シャフト２２の雄ネジ２３と歯車・ネジ筒体３０の雌ネジ３１との間のバックラッシュを低減させる。
【００１６】
次に、アクチュエータの動作について説明する。
モータ１０が回転すると、そのシャフトの回転は、途中に設けられた中間ギア（図示せず）により減速されて歯車５０と歯車・ネジ筒体３０で構成される最終段ギアの噛合部５１に伝達され、歯車・ネジ筒体３０を回転する。歯車・ネジ筒体３０の回転は、その内周に螺合する往復子２０のシャフト２２の周りを回転する。ナット筒体４０は歯車・ネジ筒体３０と一体化されているので、一緒にシャフト２２の周りを回転する。この場合、歯車・ネジ筒体３０、ナット筒体４０およびホルダ８０は、ケース１２やカバー１３内の定位置でベアリング６３，６５，６６により回転可能に支持されているので、歯車・ネジ筒体３０とナット筒体４０に螺合しているシャフト２２の方が軸方向に直線運動し、ハウジング１１に対してせり出すか、あるいは引き込まれるように可動することになる。この直線運動は、往復子２０の先端にあるピン２１が制御プレート１７のスリット内を滑動することにより制御軸１９の回転運動に変換される。このことにより、内燃機関の運転状態に応じて圧縮比が連続的に変化可能になる。
【００１７】
アクチュエータの往復子２０は、アクチュエータに搭載されている駆動力源としてのモータ１０からの回転運動を直線運動に変換する運動変換機構を有しているが、一方、内燃機関から、反力および回転が直進運動に変換する際に発生する動きが交番荷重として往復子２０に加わることが考えられる。その場合、加わる力は往復子２０のシャフト２２と歯車・ネジ筒体３０の螺合部への衝撃として現れようとする。しかし、歯車・ネジ筒体３０に対してナット筒体４０がコイルバネ７０による捻り方向に付勢されているので、シャフト２２と歯車・ネジ筒体３０間においてバックラッシュが低減され、衝撃による影響が除去される。また、シャフト２２に対して螺合する範囲が、歯車・ネジ筒体３０とナット筒体４０で決るため、加わる外力を歯車・ネジ筒体３０の雌ネジ４１だけでなくナット筒体４０の雌ネジにも一部分散することができるので衝撃に対して堅固とすることができる。
【００１８】
次に、図３の範囲Ｇの拡大した部分を示した図４を用いて、バックラッシュの軽減される状況を詳述する。内燃機関の燃焼室内での燃焼ガス圧力により発生する燃焼荷重が図２に示した矢印Ａ１〜Ａ７のようにして往復子２０に伝わる。図３において、往復子２０のシャフト２２に入力される荷重は、シャフト２２の雄ネジ２３の面を歯車・ネジ筒体３０の雌ネジ３１の面に当接させるように働く。一方、図３で説明したように、歯車・ネジ筒体３０とナット筒体４０間には、シャフト２２と歯車・ネジ筒体３０の螺合部のバックラッシュを低減するバックラッシュ軽減手段が存在しているが、このバックラッシュ軽減手段の付勢力は、同一の雄ネジ２３の面と雌ネジ４１の面を当接させるように働く。このように、互いに反対方向の力が隣接する面間に加わるので、バックラッシュを軽減することができる。
【００１９】
以上のように、この発明の実施の形態１によれば、往復子２０のシャフト２２に螺合し歯車・ネジ筒体３０に近接させてナット筒体４０を配置し、歯車・ネジ筒体３０とナット筒体４０間に、シャフト２２と歯車・ネジ筒体３０の螺合部のバックラッシュを低減するための捻り力を与えるコイルバネ（バックラッシュ軽減手段）７０を設け、ナット筒体４０を歯車・ネジ筒体３０と共に回転するようにしている。したがって、内燃機関からの反力により発生する交番荷重がシャフト２２に伝達された場合にバックラッシュに起因して起きる異音、摩擦等の発生を抑えてアクチュエータの安定した動作が可能にする効果が得られる。特に実施の形態１の場合、捻り方向の付勢力を与えるコイルバネを弾性体として使用しているので、長期使用による歯車・ネジ筒体とシャフトのネジの磨耗に対してもバックラッシュを減ずる構造とすることができる。
なお、図３の例では、バックラッシュ軽減手段の弾性体として、コイルバネを介在させた構造としたが、代りに捻りバネ、捻りゴム、エラストマ等の弾性体を適用しても、歯車・ネジ筒体３０と往復子２０のシャフト２２の螺合部分におけるバックラッシュを低減することができる。
【００２０】
実施の形態２．
図５はこの発明の実施の形態２によるアクチュエータの回転運動を直線運動に変換する運動変換機構の一部構造を示す断面図で、図３に相当する部分には同一符号を付して示す。ここでは、シャフト２２に螺合されている歯車・ネジ筒体３０の一端に対し、ナット筒体４０がボルト（バックラッシュ軽減手段）９０により位置決めされている。この場合の取り付け設定は、歯車・ネジ筒体３０にナット筒体４０を予めボルト９０で固定し一体化したものをシャフト２２に螺合し、その後でボルト９０を緩め、ナット筒体４０を軸方向へ離反する方向（実際は離反する前にシャフト２２およびナット筒体４０のネジ面が当接し、バックラッシュは軽減される）へ回転してバックラッシュを軽減した後、ボルト９０を固定する。
【００２１】
以上のように、実施の形態２は、バックラッシュ軽減手段として複数のボルト９０を用いてナット筒体４０と歯車・ネジ筒体３０間を結び、ナット筒体４０と歯車・ネジ筒体３０を回転固定してバックラッシュ低減を行っているので、内燃機関の反力により発生する交番荷重がシャフト２２に伝達された場合に起きる異音、摩擦等の発生を抑えてアクチュエータの安定した動作を可能にする効果が得られる。
【００２２】
実施の形態３．
図６はこの発明の実施の形態３によるアクチュエータの回転運動を直線運動に変換する運動変換機構の一部構造を示す断面図で、図３に相当する部分には同一符号を付して示す。ここでは、シャフト２２と歯車・ネジ筒体３０の外周部が溶接部（バックラッシュ軽減手段）９１により固定された状態を示している。この場合の取り付け設定は、歯車・ネジ筒体３０とナット筒体４０をシャフト２２に螺合して両者の向かい合う面を当接させ、その後ナット筒体４０と歯車・ネジ筒体３０を互いに離反させるように軸方向に付勢力を与え、シャフト２２の雄ネジ２３と歯車・ネジ筒体３０の雌ネジ３１との間のバックラッシュを低減するようにする。回転に支障を生じない程度の距離とした状態で、シャフト２２と歯車・ネジ筒体３０の近接する外周部を溶接し固定すれば設定状態は維持される。
【００２３】
以上のように、実施の形態３は、シャフト２２に螺合されたナット筒体４０と歯車・ネジ筒体３０間に互いに離反させるように軸方向に付勢力を与えてナット筒体４０と歯車・ネジ筒体３０間の距離を設定した後、ナット筒体４０と歯車・ネジ筒体３０を外周部で溶接部（バックラッシュ軽減手段）９１により固定し、歯車・ネジ筒体３０と往復子２０のシャフト２２の螺合部分におけるバックラッシュを低減するようにしたので、内燃機関からの反力により発生する交番荷重がシャフト２２に伝達された場合に起きる異音、摩擦等の発生を抑えてアクチュエータの安定した動作を可能にする効果が得られる。
【００２４】
実施の形態４．
図７はこの発明の実施の形態４によるアクチュエータの回転運動を直線運動に変換する運動変換機構の一部構造を示す断面図で、図３に相当する部分には同一符号を付して示す。ここでは、歯車・ネジ筒体３０とナット筒体４０を近接させ、両者の相対面の隙間にピエゾ素子（バックラッシュ軽減手段）９２を介在させた状態を示す。この場合の取り付け設定は、例えば接着により歯車・ネジ筒体３０とナット筒体４０間でピエゾ素子９２を挟んで一体化したものをシャフト２２に螺合すればよい。この状態で、アクチュエータの駆動時にピエゾ素子９２に通電が行われると、逆圧電効果によりピエゾ素子９２が変形し、歯車・ネジ筒体３０とナット筒体４０を互いに離反させるように軸方向に付勢力が発生し、シャフト２２の雄ネジ２３と歯車・ネジ筒体３０の雌ネジ３１との間のバックラッシュを低減させる。
【００２５】
以上のように、実施の形態４は、バックラッシュ軽減手段として通電により変形するピエゾ素子９２を用い、歯車・ネジ筒体３０とナット筒体４０をシャフト２２の軸方向に互いに離反させ、歯車・ネジ筒体３０と往復子２０のシャフト２２の螺合部分におけるバックラッシュを低減するようにしたので、内燃機関からの反力により発生する交番荷重がシャフトに伝達された場合に起きる異音、摩擦等の発生を抑えてアクチュエータの安定した動作を可能にする効果が得られる。
また、エンジンの低回転で運転される常用運転域では、リンク部品の慣性力がシャフトに殆ど作用しないため、交番荷重は作用しないので、ピエゾ素子の電力を切ることができ、機関燃費性能への影響は小さく、機関燃費がそれほど問題にならない高速回転側のみで通電することにより有効に作用できる。
【００２６】
実施の形態５．
図８はこの発明の実施の形態５によるアクチュエータの回転運動を直線運動に変換する運動変換機構の一部構造を示す断面図で、図３に相当する部分には同一符号を付して示す。ここでは、歯車・ネジ筒体３０の端部に、内周がシャフト２２と同心の空洞部３３’が設けられており、その内周には雌ネジ３１よりネジ径が大きく、かつネジピッチが小さい雌ネジが設けられている。一方、ナット筒体４０は、外周に空洞部３３’の雌ネジに合わせた雄ネジが設けられ、空洞部３３’と螺合部９３を形成する。この場合の取り付け設定は、ナット筒体４０が螺合された状態の歯車・ネジ筒体３０をシャフト２２に螺合し、その後でナット筒体４０を空洞部３３から抜き出す方向に、または内部に締め込む方向に回動する。このことにより、ナット筒体４０と歯車・ネジ筒体３０を互いに離反させるか、または近接させるように距離が調整され、シャフト２２の雄ネジ２３と歯車・ネジ筒体３０の雌ネジ３１との間のバックラッシュを低減させる。螺合部９３はシャフト２２のネジピッチよりも十分小さく設定しておけば、動作中も回転に支障を生じない程度の調整距離を維持できる。また、設定状態で、ナット筒体４０と歯車・ネジ筒体３０の間を溶接などの方法で固定しておいてもよい。
【００２７】
以上のように、実施の形態５は、歯車・ネジ筒体３０と往復子２０のシャフト２２の螺合部分におけるバックラッシュを低減するバックラッシュ軽減手段として、歯車・ネジ筒体３０の端部に往復子２０のシャフト２２と同心の空洞部３３’を設け、かつ空洞部３３’の内周にシャフト２２よりもネジピッチが小さい雌ネジを形成し、ナット筒体４０の外周に空洞部３３’の雌ネジと螺合する雄ネジを形成し、ナット筒体４０が螺合された状態の歯車・ネジ筒体３０をシャフト２２に螺合し、その後でナット筒体４０を空洞部３３’から抜き出す方向または内部に締め込む方向に回動することにより、ナット筒体４０と歯車・ネジ筒体３０間の距離を調整し設定する構造としたものである。したがって、内燃機関からの反力により発生する交番荷重がシャフト２２に伝達された場合に起きる異音、摩擦等の発生を抑えてアクチュエータの安定した動作を可能にする効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】この発明の各実施の形態を適用する内燃機関圧縮比可変機構のアクチュエータの外観構成を示す正面図である。
【図２】この発明の各実施の形態を適用する内燃機関圧縮比可変機構の構造を示す部分断面図である。
【図３】この発明の実施の形態１によるアクチュエータの部分構造を示す断面図である。
【図４】図３の範囲Ｇの拡大した部分を示す断面図である。
【図５】この発明の実施の形態２によるアクチュエータの運動変換機構の一部構造を示す断面図である。
【図６】この発明の実施の形態３によるアクチュエータの運動変換機構の一部構造を示す断面図である。
【図７】この発明の実施の形態４によるアクチュエータの運動変換機構の一部構造を示す断面図である。
【図８】この発明の実施の形態５によるアクチュエータの運動変換機構の一部構造を示す断面図である。
【符号の説明】
【００２９】
１０  モータ（駆動源）、２０  往復子、２２  シャフト、２３  雄ネジ、３０  歯車・ネジ筒体、３１  雌ネジ、３３，３３’  空洞部、４０  ナット筒体、４１  雌ネジ、７０  コイルバネ、９０  ボルト、９１  溶接部、９２  ピエゾ素子、９３  螺合部。
【図１】
2006189003.tif 000003
【図２】
2006189003.tif 000004
【図３】
2006189003.tif 000005
【図４】
2006189003.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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